数学学的进化读书笔记
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化学学的进化读书笔记
暑周末间，拜读了知名科学家、物理学奠基人艾·爱因斯坦和知名科学家利·英费尔德专著的科普名著爱因斯坦的名著周肇威先生的译本：《物理学的进化》，倍感利润菲浅，此次仅做一些零散的摘录以及自己浅薄的感受，希望能尽量使这种零散的摘录多少能反映出全书的结构、思路和精神。
这本书主要介绍化学学观念从伽利略、牛顿时代的精典理论发展到现代的场论、相对论和量子论的演化情况。其中选择了几个主要的转折点来阐述精典化学学的命运和现代数学学中建立新观念的动机物理学的进化推荐理由，进而指引读者如何去寻找观念世界和现象世界的联系。这本书问世后，数学学有了空前的发展。它由爱因斯但和英费尔德合作写成，后者是相对论的构建者，前者最擅长写浅显数学书。她们构想本书的读者是缺少物理和数学学知识的。因此书中不引用物理公式，文字浅显，举例通俗，具有较强的可读性。值得我们学习和从事数学教育教学工作的人好好读一读。
黑格尔有句谚语说，熟悉了一门科学的历史，也就熟悉了这门科学本身。——我记住了这句话。觉得这本书有好多值得我们阅读和思索的价值，可分为以下几点：
（一）这是一本有关数学学问题的浅显读物。作者总是从日常生活中最简单、最常见的现象去着手观察、分析问题，最后不可防止地引导到具象、深刻的数学概念。这些“深入浅出”的写法，我以为是本书的一大优点。
在序言中，作者讲到“这本书是你我之间的亲切的攀谈。你或许会认为它厌恶或有趣，无趣或兴奋，并且，假如本书能使你多少晓得一些人类有发明能力和智力，为了更健全地了解、掌握化学现象的规律所进行的无穷尽的斗争，我们的目的便算达到了。”
“我们的目的在于用粗腰线勾勒出人类怎样找寻观念世界和现象世界的联系。我们企图说明是哪些样的一种动力促使科学构建起符合于客观实在的观念。
关于我们所想像的读者的特点，曾作过很长的讨论，而且处处都在替他着想。我们想像他完全欠缺数学学和物理的实际知识，而且却具有很强的理解能力，足以填补那些缺憾。我们觉得他对化学学和哲学的观念很感兴趣，同时他对努力钻研书中比较平庸和困难的部份很有耐性。他认识到，要理解任何一页，必须研读上面的每一页。他也晓得，就算是一本浅显的科学书籍，也不能像读小说一样去读它。”
比如这样的语言好多，让人倍感格外的亲切，倍感可以“读下去”，可以“读懂化学”，这使我想到，我们平常上课时，假若也能考虑到中学生的“易听性”、“易懂性”，深入潜出，让课堂也弄成一本可读性较强的书，是否也会博得更多的中学生呢。
（二）运用比较引人入胜的，精彩的小反例，探讨科学的精髓。书中多处在探讨道理的时侯，重视迸发读者的好奇心，吸引读者津津有味的读下去，它形象的把发觉科学的过程与福尔摩斯探案相对比，特别的生动。
“我们构想有一个完美的侦探故事。这个故事告诉我们所有重要的线索，这样使我们不能不提出自己对风波真相的看法。假如我们仔细研究故事的构思，不等作者在书的结尾做出交待，我们就已经得到圆满的解答了。只要不是低劣的侦探故事，这个解答不会使我们落空，不但这般，它会在我们期盼它的一霎那就立即出现。
我们是不是可以把一代继一代地在自然界的书里不断发觉秘密的科学家们称作读这样一本侦探小说的人呢？这个比喻是不准确的，但是之后得舍弃它，然而，它多少有些比得恰当的地方，它应该加以扩展和更改，使更适宜于揭穿宇宙秘密的科学试图。
从柯南道尔写出动人的故事以来，几乎在所有的侦探小说里都是这样开始的：侦探首先收集他所须要的、至少也是他的问题的某一方面所须要的一切风波，这种风波常常是很奇怪的、不连贯的，而且是毫不相关的。而且这个大侦探晓得这时不须要再继续侦察了，如今只要用纯粹的思维把所有收集上去的风波连贯上去。于是他拉拉小吉他，或则躺在安乐椅上抽喝酒，忽然间，他灵机一动，这个关系找到了。他如今除了能解释现有的线索，但是他晓得还有其他许多风波一定也早已发生。由于如今他已非常确切地晓得在那里可以找到它，假如他乐意的话，他可以出去搜集他的理论的进一步的证明。
假如我们再来说一句老生常谈的话，科学家读自然之书必须由他自己来找寻答案，他不能像个别无耐性的读者在读侦探小说时所常做的那样，翻到书末先去看最后的结局。在这儿，他既是读者，又是侦探，他得寻找和解释（哪怕是部份地）各个风波之间的联系。虽然是为了得到这个问题部分的解决，科学家也必须收集漫无秩序地出现的风波，但是用创造性的想像力去理解和把它们连贯上去。
但凡读过侦探小说的人都晓得，一个错误的线索，常常把情节弄糊涂了，以致迟迟得不到解决。凭直觉的推理方式是不可靠约，它引起了对运动的虚假观念，这个观念居然保持了好多世纪。亚里士多德（）在整个法国享有至高无上的声望，可能是使人们常年相信这一个直觉观念的主要诱因。”
由此也让我想到，假如在我们的课堂教学中，也才能擅于这么，是不是课堂就才能更生动上去呢。
（三）这本书很注意重大风波中不同观点、不同思想之间的争辩，与化学学大楼的构建过程中的矛盾与磨难。把读者引到了愈加宽广的社会、文化背景之中。化学学发展历史，不可能脱离它赖以生存的社会和养育过它的文化背景。
例如说书中对于伽利略对自由落体的研究，开创了研究自然规律的`科学方式：具象思维、数学推论和科学实验相结合的历史过程进行的详细的表述。它这样评论：“伽利略的发觉以及所应用的科学的推理方式是人类思想上最伟大的成就之一，并且标志着化学学真正的开端”等等。这种文字在小学数学教科书的阅读材料中也曾见过，而此处再读，感到亲切。
（四）在化学学发展史中以及重大发觉的描述中，他着重指责和提出问题的重要性，书中写道：“提出一个问题常常比解决一个问题更重要。由于解决一个问题其实是一个物理上或实验上的方法，而提出新的问题，新的可能性，从新的角度看旧的问题，却须要创造性的能力，但是标志着科学的真正进步。”他成立狭义相对论来始于他从牛顿热学和电磁理论之间找到了一些矛盾，之后从这种矛盾中提出疑惑，之后再深入下去找到对物质运动的认识的新的大框架，当时有这个看法的时侯，他才16岁，到他26岁的时侯物理学的进化推荐理由，经历了10年的思考研究，1905年的时侯提出足以影响科学技术发展进程的狭义相对论，而这个伟大的理论却始于他当时对电动热学的绝对静止观点的置疑。类似地，图灵提出人工智能源于他对“你没法制造出一台替你思索的机器”这一当时的常识的指责。这也使我想到王淦昌教授，他是提出我国知名的“863”计划的四位中国科大学教授之一，曾于20世纪30年代留学美国。他说：“我从年青时就勇于对前人的工作提出指责，非常是这些与实验不符的结果，常在我脑中打个问号。”1934年他在参加一次国际学术大会时，当时有一个叫波特的人提出他在轰击铍时，发觉了伽马射线，王先生当时就认为不可能是伽马射线，由于它没有那么强的能量，没有那么大的穿透力。他跟导师讲，希望重新设计这个实验，否认自己的判别。可惜未得到支持。第二年查得威克发觉这个射线是中子，由于中子和质子的质量一样，当时不带电所以就很难被发觉。查氏因而而获诺贝尔奖。
中国有句俗语：“于不疑处有疑，方是进也。”黑格尔也说过一句话：“在相同的东西上面，你就能找到不同，这才是你的能耐。”所以在没有疑惑的地方有人提出问题来了，这个就是进步。“真理常常诞生在100个问号以后”也是这个道理。这更使我想到，在我们的教学中，启发中学生的思维，鼓励中学生学会发觉和指责是多么重要的啊。
（五）书中的科学推理与思索精彩无比。有人说“科学的全部就是对每晚的思索加以提炼。”而爱因斯坦的推理就是让我们真正展现到科学的精髓。例如下边的几段文字。
“我们可以继续应用直接的推理方式。思想的出发点一直是伽利略的惯性定理。我们着实还可以应用这个在解决运动的困局中极有价值的线索因而推出许多推论来。
让我们考察在平滑椅子早朝不同方向运动的两个球。为了想像得清楚些，假设这两个方向是互相垂直的。由于没有任何外力，所以球的运动是绝对均匀的。再假设它们的速度也相等，即这两个球在相同的时间间隔内经过相同的距离。但若果说这两个球具有相同的速率是否正确呢？可以答是，也可以答否！即便两辆车辆的速度计上都表示约64公里每小时（40英里每小时），我们一般便说它们的速度或速率相等，而不管它们是朝哪一个方向开行的。但科学必须创造自己的语言和自己的概念，供它本身使用。科学的概念最初总是日常生活中所用的普通概念，但它们经过发展就完全不同。它们已然变换过了，并丧失了普通语言中所带有的含混性质，因而获得了严格的定义，这样它们能够应用于科学的思维。”
“把概念加以推广是科学上常用的办法。推广的方式不一定只有一种，一般有好多种。但不管是哪一种推广，都必须严格地满足一个要求：如果原先的条件完备时，推广了的概念必须化成原先的概念。
我们可以用目前所讨论的反例挺好地来说明这个意义。我们可以首先试着把速率、速度的改变和力等概念推广到顺着曲线运动的情况里去。在科学术语上，当我们提到曲线的时侯，已把直线包括进去了。直线是曲线的一种特殊的、平凡的反例。因而，假如速率、速度的改变和力被引用于曲线运动，这么它们就自发地被引用于直线运动。并且这个结果不应跟先前所得到的结果互相矛盾。假如曲线弄成直线，这么所有推广了的概念都必须化成描述直线运动的已熟知的概念。并且要唯一地确定这个推广，这样一个限制是不够的。按照这个限制来推川一个概念，还存在好多种可能性。科学的史实强调，就是最简单的推广也有时成功，有时失败。我们必须首先作一个猜想。在目前这个反例里，很容易猜出正确的推广方式。新的、推广了的概念是十分成功的，它既帮助我们理解抛在空中的沙子的运动，还帮助我们理解行星的运动。”
曾有人在网上讨论，哪些是哲学？虽然我也认为，化学学与哲学是密不可分的。“哲学是研究一切存在之间具象的互相关系的学科。”哲学就是在从“为什么”到“是哪些”的过程中形成的学问。从前是，如今是，未来一直是。这一段路，还有好长要走。这大概就是海德格尔称自己为“途中的思想家”的缘由。《物理学的进化》全书从头到尾，字里行间，无一处不弥漫着“物理—哲学情绪”。虔敬的读者若追随作者一道“探险”，即能被书中浓厚的“物理—哲学情绪”所感染；最后终会被完全沾满，完全征服。”这最后一点也是我最喜欢读这本书的缘由。
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